Această dronă are un laborator minuscul conceput pentru a măsura concentrațiile de nitrați în căile de apă greu-{-accesibile. Credit: Nathan Jared
Ce se întâmplă dacă, în loc să luați o probă de apă sau de sol la laborator, ați putea duce laboratorul la probă? Asta a raportat o echipă de cercetătoriSenzori ACSam făcut cu un nou sistem de monitorizare-"labor-pe-o-dronă". Drona permite prelevarea de probe de apă în timp real-în timp real și analiza în zone greu-{-de atins, cum ar fi șanțuri abrupte sau zone joase mlăștinoase.
Abonați-vă la buletinul nostru informativ pentru cele mai recente actualizări de știri-științifice.
Tehnologia ar putea ajuta fermierii să-și optimizeze utilizarea îngrășămintelor și să prevină poluarea căilor navigabile din excesul de scurgere de nitrați.
De ce este importantă monitorizarea nitraților
Îngrășământul care conține-azot este o componentă importantă a agriculturii moderne, dar cea mai mare parte a acestora este îndepărtată de câmpuri de sistemele de drenaj a apei.
O bună parte din acest azot rămas este transformat în nitrat, ceea ce poate provoca apariția de alge și -zone moarte” cu oxigen scăzut în căile navigabile sau poate contamina apa potabilă. Cu toate acestea, monitorizarea concentrațiilor de nitrați nu este întotdeauna ușoară, deoarece o mare parte din scurgerile agricole se află în terenuri agricole îndepărtate sau în șanțuri noroioase, iar probele trebuie trimise la un laborator pentru procesare. Deci, cercetătorii dezvoltă modalități de a face acest lucru cu dispozitive controlate de la distanță-.
Cum funcționează laboratorul-pe-o-dronă
Jonathan Claussen și colegii au vrut să creeze un astfel de laborator-pe-o-dronă pentru monitorizarea poluării cu nutrienți, care era mai puțin costisitoare și mai eficientă decât opțiunile existente.
Cercetătorii au proiectat o pompă personalizată,-senzori electrochimici de nitrați cu costuri reduse și un dispozitiv potențiometric pentru a cuantifica rapid și ușor concentrațiile de nitrați. Apoi au montat echipamentul pe o dronă disponibilă în comerț. Un tub lung de sub dronă a tras apă în mini-laborator, unde a fost analizată în aer-în aproximativ șapte minute.
Drona a salvat toate rezultatele pe un card de memorie integrat pentru citire și analiză ulterioară și a putut procesa mai multe mostre înainte de aterizare.
Performanță și aplicații viitoare
În cadrul testelor, sistemul de senzori al cercetătorilor a detectat concentrații de nitrați de până la 2,5 părți per milion (ppm) și a fost cu 95% la fel de precis ca un sistem obișnuit de detecție a azotaților bazat pe -laborator.
Într-un șanț de drenaj dintr-un sit agricol din Iowa, laboratorul-pe--dronă a găsit concentrații medii de nitrați de 5,39 ppm, ceea ce este în concordanță cu măsurătorile anterioare efectuate în zonă și sub nivelul maxim de 10 ppm pentru apă potabilă stabilit de Agenția pentru Protecția Mediului din SUA.
Echipa explică că noul său sistem face monitorizarea poluării cu nitrați mai ușoară decât înainte și prezintă baza pentru viitoarele aplicații de laborator-pentru-a-drone în agricultură, cum ar fi monitorizarea contaminării cu bacterii sau pesticide în căile navigabile.
Autorii au depus un brevet american legat de această lucrare.
Mai multe informații:Laborator-pe-o-dronă:-Detecția electrochimică în timp real a nitratului în bazinele hidrografice agricole,Senzori ACS(2025). DOI: 10.1021/acssensors.5c02620
Furnizat de American Chemical Society
